Расчет частоты вращения привода установки. Расчет мощности привода установки, страница 2

б) обогрев катушки (удельная теплоемкость кабеля рассматривается как удельная теплоемкость составляющих кабеля (по массе): 35% меди, 25% железа и 40% изоляции, удельной теплоемкостью которой можно принебречь)

в) обогрев кабеля;

г) обогрев стенок установки.

Ниже произведен расчет количества тепла, необходимого для обогрева каждого элемента. Расчет производится при условии, что температура окружающей среды – минус 38°С (ниже этой температуры работа установки запрещена [19]) и нагрев происходит до плюс 20°С.

а) Количество теплоты, необходимое для обогрева воздуха внутри установки:

                       ,                                           (5.12)

где k_н – коэффициент негерметичности установки (щель кабелеприемника, щели приемника катушки и т.д.). k_н =1,1;

       m_возд – масса воздуха;

                              m_воз=ρ_воздV_возд;                                                          (5.13)

где ρ_возд – масса воздуха;

      V_возд – объем воздуха в установке [7];

                                        V_возд = abc;                                                             (5.14)

V_возд =3,7·1,965·2,37=17,23 м³;

m_возд =1,293·17,23=22,28 кг;

      - разница температур, определяется выражением [7]

                                        =t₂ – t₁;                                                              (5.15)

                                                =(20-(-37) = 57 ºС

 Дж;

б) Количество теплоты, необходимое для обогрева катушки [7]:

                    ;                                                 (5.16)

 Дж;

в) Количество теплоты, необходимое для обогрева кабеля:                                                                            ;                          (5.17)

где 0,35 – процентное содержание (от массы) меди в кабеле;

       0,25 – процентное содержание (от массы) железа в кабеле;

 Дж;

г) Количество тепла, необходимое для обогрева стенок установки                     (рассчитывается только внутренний лист, т.к. в качестве изоляции между первым и вторым листом стали используется изолятор-стекловата):

                    ;                                                     (5.18)

где k_п – коэффициент потери тепла через стенки установки; k_п =1,1;

       m_ст – масса стали;

                    m_ст = S_возд ·p_ст;                                                                   (5.19)

где S_возд – площадь стенок установки;

      p_ст – удельный вес стали. p_ст=15,7 м²/кг (для стали листовой, толщиной 2 мм согласно ГОСТ 19903-74 и ГОСТ 14637-78).

                    S_возд=2ab+2bc+2aс;                                                            (5.20)

S_возд=2·3,7·1,965+2·3,7·2,37+2·1,965·2,37=41,39 м²;

m_ст=41,39·15,7=649,9 кг;

Дж

Суммарное количество теплоты, необходимое для нагрева установки:

                       ;                                       (5.21)

Дж

           Количество теплоты, получаемое от 5 обогревателей мощностью 2 кВт [7]:

;                                                       (5.22)

где N – суммарная мощность пяти обогревателей. N=10000 кВт;

       t – время набора температуры воздуха внутри бокса до плюс 20ºС при температуре окружающего воздуха и начальной температуре катушки с кабелем до минус 37 ºС. t = 3 ч = 10800 с;

Дж

После полученных расчетов можно сделать вывод, что мощности обогревателей не хватает для нагрева до заданной регламентом температуры (<). Данный недостаток установки был замечен и на практике. Температура внутри бокса  достигает  не более плюс 10 ºС.